题目
已知数列a_n(a neq 0),若a_n发散,则()。 A. a_n + (1)/(a_n)发散B. a_n - (1)/(a_n)发散C. mathrm{e)^a_n + (1)/(mathrm(e)^a_n)}发散D. mathrm{e)^a_n - (1)/(mathrm(e)^a_n)}发散
已知数列$\{a_n\}$($a \neq 0$),若$\{a_n\}$发散,则()。
- A. $\{a_n + \frac{1}{a_n}\}$发散
- B. $\{a_n - \frac{1}{a_n}\}$发散
- C. $\{\mathrm{e}^{a_n} + \frac{1}{\mathrm{e}^{a_n}}\}$发散
- D. $\{\mathrm{e}^{a_n} - \frac{1}{\mathrm{e}^{a_n}}\}$发散
题目解答
答案
为了确定正确答案,我们需要分析每个选项中给出的数列的行为,已知数列 $a_n$ 发散。让我们一步步地分析每个选项。
### 选项 A: $a_n + \frac{1}{a_n}$
如果 $a_n$ 发散,它可能趋向于无穷大,趋向于负无穷大,或者在没有接近任何有限极限的情况下 oscillate。让我们考虑每种情况:
1. 如果 $a_n \to \infty$,那么 $\frac{1}{a_n} \to 0$,所以 $a_n + \frac{1}{a_n} \to \infty$,这意味着 $a_n + \frac{1}{a_n}$ 发散。
2. 如果 $a_n \to -\infty$,那么 $\frac{1}{a_n} \to 0$,所以 $a_n + \frac{1}{a_n} \to -\infty$,这意味着 $a_n + \frac{1}{a_n}$ 发散。
3. 如果 $a_n$ oscillate,那么 $a_n + \frac{1}{a_n}$ 也可能 oscillate,但并不一定发散。例如,如果 $a_n = (-1)^n n$,那么 $a_n + \frac{1}{a_n} = (-1)^n n + \frac{(-1)^n}{n}$,这个数列 oscillate 但并不一定发散。
由于 $a_n + \frac{1}{a_n}$ 在 $a_n$ 趋向于无穷大或负无穷大时发散,但并不一定在 $a_n$ oscillate 时发散,我们不能确定 $a_n + \frac{1}{a_n}$ 总是发散。因此,选项 A 不是正确答案。
### 选项 B: $a_n - \frac{1}{a_n}$
同样,如果 $a_n$ 发散,让我们考虑每种情况:
1. 如果 $a_n \to \infty$,那么 $\frac{1}{a_n} \to 0$,所以 $a_n - \frac{1}{a_n} \to \infty$,这意味着 $a_n - \frac{1}{a_n}$ 发散。
2. 如果 $a_n \to -\infty$,那么 $\frac{1}{a_n} \to 0$,所以 $a_n - \frac{1}{a_n} \to -\infty$,这意味着 $a_n - \frac{1}{a_n}$ 发散。
3. 如果 $a_n$ oscillate,那么 $a_n - \frac{1}{a_n}$ 也可能 oscillate,但并不一定发散。例如,如果 $a_n = (-1)^n n$,那么 $a_n - \frac{1}{a_n} = (-1)^n n - \frac{(-1)^n}{n}$,这个数列 oscillate 但并不一定发散。
由于 $a_n - \frac{1}{a_n}$ 在 $a_n$ 趋向于无穷大或负无穷大时发散,但并不一定在 $a_n$ oscillate 时发散,我们不能确定 $a_n - \frac{1}{a_n}$ 总是发散。因此,选项 B 不是正确答案。
### 选项 C: $e^{a_n} + \frac{1}{e^{a_n}}$
如果 $a_n$ 发散,让我们考虑每种情况:
1. 如果 $a_n \to \infty$,那么 $e^{a_n} \to \infty$ 和 $\frac{1}{e^{a_n}} \to 0$,所以 $e^{a_n} + \frac{1}{e^{a_n}} \to \infty$,这意味着 $e^{a_n} + \frac{1}{e^{a_n}}$ 发散。
2. 如果 $a_n \to -\infty$,那么 $e^{a_n} \to 0$ 和 $\frac{1}{e^{a_n}} \to \infty$,所以 $e^{a_n} + \frac{1}{e^{a_n}} \to \infty$,这意味着 $e^{a_n} + \frac{1}{e^{a_n}}$ 发散。
3. 如果 $a_n$ oscillate,那么 $e^{a_n}$ 和 $\frac{1}{e^{a_n}}$ 也 oscillate,但 $e^{a_n} + \frac{1}{e^{a_n}}$ 总是正的并且有下界 2(因为 $e^x + \frac{1}{e^x} \geq 2$ 对于所有 $x$)。然而,由于 $e^{a_n}$ 和 $\frac{1}{e^{a_n}}$ 没有接近任何有限极限,$e^{a_n} + \frac{1}{e^{a_n}}$ 也发散。
由于 $e^{a_n} + \frac{1}{e^{a_n}}$ 在所有情况下发散,选项 C 是正确答案。
### 选项 D: $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}}$
如果 $a_n$ 发散,让我们考虑每种情况:
1. 如果 $a_n \to \infty$,那么 $e^{a_n} \to \infty$ 和 $\frac{1}{e^{a_n}} \to 0$,所以 $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}} \to \infty$,这意味着 $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}}$ 发散。
2. 如果 $a_n \to -\infty$,那么 $e^{a_n} \to 0$ 和 $\frac{1}{e^{a_n}} \to \infty$,所以 $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}} \to -\infty$,这意味着 $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}}$ 发散。
3. 如果 $a_n$ oscillate,那么 $e^{a_n}$ 和 $\frac{1}{e^{a_n}}$ 也 oscillate,但 $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}}$ 可能 oscillate 而不发散。例如,如果 $a_n = (-1)^n n$,那么 $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}}$ oscillate 而不发散。
由于 $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}}$ 在 $a_n$ 趋向于无穷大或负无穷大时发散,但并不一定在 $a_n$ oscillate 时发散,我们不能确定 $e^{a_n} - \frac{1}{e^{a_n}}$ 总是发散。因此,选项 D 不是正确答案。
正确答案是 $\boxed{C}$。